18. Особености на радиоактивното замърсяване на атмосферата при нормална експлоатация на аец



Дата06.02.2018
Размер44.81 Kb.
18. Особености на радиоактивното замърсяване на атмосферата при нормална експлоатация на АЕЦ.


  • Първият експериментален ядрен реактор е конструиран през 1942 г. в Чикаго от италианския физик Енрико Ферми.

  • През 1954 г. Съветският съюз пуска в експлоатация първата в света атомна електроцентрала.

  • През 1974 г. България пуска в експлоатация Козлодуйската атомна централа. Днес тя разполага с 2 реактора.

  • Около 40% от добиваната в България електроенергия се произвежда от атомната електроцентрала. Този процент за Франция е 70 -75.

  • Много от атомните централи в света са разположени в гъсто населени райони. Това налага ефективно решение на всички проблеми на радиационната безопасност на персонала и цялото население и опазване на природната среда от замърсяване с радиоактивни вещества.

Атомните реактори, енергетични и експериментални, представляват сложни съоръжения за поддържане на управляема верижна реакция. От атомната физика е известно, че облъчването на ядрата на някои тежки елементи (уран, плутоний) с неутрони предизвиква


реакция на деление. В хода на верижната реакция се отлага голямо количество енергия и се излъчват 2-3 неутрона и гама лъчи. При определени условия може да започне лавинообразна верижна реакция и да възникне ядрен взрив. За разлика от атомната бомба, в ядрените реактори делението на ядрата на тежките елементи е под контрол.

  • В тях се осъществява стационарна, само поддържаща се верижна реакция и се осигурява т.н. критичен режим, при който коефициентът на размножение на неутроните (К) е равен точно на единица.

  • коефициентът е равен на 1, когато един неутрон от първия акт на деление (първото поколение) предизвиква второ деление и най- малко един неутрон от второто деление, предизвиква трето деление и т.н.;

  • когато К<1 настъпва подкритичен режим - броят на деленията постепенно намалява и реакцията спира;

  • когато К>1 броят на делящите се ядра се увеличава и верижната реакция се усилва;

Всички типове ядрени реактори са конструирани на горните теоретични принципи и се състоят от:



  • активна зона, в която се намират горивните елементи. Те съдържат уранов окис или метален уран, херметически затворен в метални обвивки;

  • забавители на неутроните - използват се: графит, тежка вода, обикновена вода и др.;

  • топлоносител или охладител - вода, тежка вода, течен натрий, азот, специални течности и др.;

  • система за регулиране - състои се от пръти от кадмий, бор и др. материали, които поглъщат неутрони. С тях се поддържа критичен режим на верижната реакция или тя може да бъде спряна;

  • други конструктивни елементи: защитни съоръжения, които намаляват дозата гама лъчи и неутрони; пулт за дистанционно управление;


Българските ядрени реактори са от т.н. водно-воден тип - ВВЕР-440 и ВВЕР-1000. При този модел ядреното гориво е поставено в стоманен корпус, който е монтиран в бетонна шахта. Водата от т.н. първи контур служи като забавител на неутрони и като топлоносител. Тя се загрява от горивните елементи до висока температура и се намира под високо налягане. Чрез нея топлината се предава на водата от втория контур, която се превръща в пара, постъпваща в турбината. След отработване парата се охлажда с вода от трети контур и след кондензация отново се превръща в пара.
Други видове реактори:

  • Реакторите с кипяща вода наподобяват водно-водните, но горивните елементи превръщат водата директно в пара, която постъпва в турбината.

  • В реакторите с газово охлаждане, като забавител на неутрони се използва графит, а като топлоносител въглероден двуокис.

  • В уран-графитения реактор (КРМК), ядреното гориво под формата на уранови пръти е поставено в графитен блок, който изпълнява ролята на забавител на неутроните. Регулиращите пръти от кадмий са разположени перпендикулярно на урановите и преминават също през графитения блок.

  • В конструктивно безопасните реактори ядреното гориво, смесено със стабилен торий, под формата на малки сфери.

  • При изпускане контрола на верижната реакция и повишаване на температурата, стабилният торий поглъща неутроните и верижната реакция спира.

  • Вместо вода в този тип реактори като топлоносител се използва течен хелий.

  • В резултат на верижната реакция, в ядрените реактори се образуват голям брой изкуствени радионуклиди – продукти на делението, елементи, образувани в резултат на радиоактивните превръщания и на ядрените реакции на радиоактивните и стабилни продукти на деление.

  • В ядрените реактори се образуват около 600 радионуклиди, с масово число от 72 до 166 и 60 актиниди – трансуранови и трансплутонови елементи;

  • Освен продуктите на деление, в резултат на облъчване на въздуха в зоната на реактора с неутрони, се образуват радиоактивни газове и аерозоли - аргон-41, кислород-19, желязо-59, силиций-31 и др.

  • Продуктите на корозия на стоманата, както и примесите и замърсяванията на течния топлоносител, при преминаване в активната зона също се облъчват с неутрони и стават вторично радиоактивни. Поради това в топлоносителя от първи контур могат да се открият: кобалт-60, кобалт-58, желязо-59, хром-51, манган-54, манган-56, волфрам-185, молибден-99, натрий-24.

  • Облъчването на обикновена вода с неутрони дава: тритий, азот-16, азот-17, натрий-24, хлор-38, калций-45.




  • Водата от първия контур на водно-водните реактори е винаги замърсена с радиоактивни вещества. Поради корозия и нарушена херметичност радиоактивните елементи могат да замърсят водата и на втория контур. Водата в третия контур е винаги чиста и тя може да бъде изпускана в откритите водоеми - реки, езера и т.н.. Замърсената с радиоактивни вещества вода от първия контур подлежи на деконтаминация с помощта на йонообменни филтри.

  • В съвременните АЕЦ такова очистване е предвидено и за водата от втория контур;

  • Отделените от топлоносителя радиоактивни елементи се отвеждат в атмосферата през високи комини, където се разреждат в големия обем чист въздух;

Нормалната експлоатация на АЕЦ все пак е свързана с невисоко замърсяване на околната среда с радиоактивни вещества.



  • За водно-водните реактори основните замърсители са радиоактивните изотопи на благородните газове и йода.

  • в радиоактивната смес на ядреното гориво се установяват:

    • 18 изотопа на криптона

    • 15 изотопа на ксенона

    • 20 изотопа на йода

  • поради много малкият период на полуразпад и незначителните количества повечето от тези изотопи имат малък относителен дял в сумарната активност;

  • По-съществено значение за формиране на радиоактивната
    обстановка около АЕЦ имат:

    • Криптон-85

    • Ксенон-133

    • Ксенон-135

    • Йод-131

    • Йод-133

  • Делът на радиоелементите - продукти на ядрено деление (стронций-895, стронций-90, цезий-134, цезий-137) както и изотопите, получени в резултат на облъчването с неутрони на корозионните материали (кобалт-58, кобалт-60, манган-54 и т.н.) е също много малък.


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница